熱處理試驗-2資料

1、鋼的熱處理實驗三 鋼的退火、正火工藝一、實驗目的1、了解鋼的退火、正火工藝方法。2、認識鋼退火、正火后的金相組織。3、分析退火、正火對碳鋼性能的影響。二、實驗原理鋼的退火退火是將金屬緩慢加熱到一定溫度，保持足夠時間，然后以適宜速度 冷卻（ 通常是緩慢冷卻，有時是控制冷卻 ）的一種金屬熱處理工藝。目的是 使經(jīng)過鑄造、鍛軋、焊接或切削加工的材料或工件軟化，改善塑性和韌性， 使化學成分均勻化，去除殘余應力，或得到預期的物理性能。常用的退火工藝有：完全退火。用以細化中、低碳鋼經(jīng)鑄造、鍛壓 和焊接后出現(xiàn)的力學性能不佳的粗大過熱組織。將工件加熱到鐵素體全部 轉(zhuǎn)變?yōu)閵W氏體的溫度以上 30 50，保溫一段時間

2、，然后隨爐緩慢冷卻， 在冷卻過程中奧氏體再次發(fā)生轉(zhuǎn)變，即可使鋼的組織變細。球化退火。 用以降低工具鋼和軸承鋼鍛壓后的偏高硬度。將工件加熱到鋼開始形成奧 氏體的溫度以上 2040，保溫后緩慢冷卻，在冷卻過程中珠光體中的片 層狀滲碳體變?yōu)榍驙?，從而降低了硬度。等溫退火。用以降低某些鎳?鉻含量較高的合金結(jié)構(gòu)鋼的高硬度，以進行切削加工。一般先以較快速度 冷卻到奧氏體最不穩(wěn)定的溫度，保溫適當時間，奧氏體轉(zhuǎn)變?yōu)橥惺象w或索 氏體，硬度即可降低。再結(jié)晶退火。用以消除金屬線材、薄板在冷拔、鋼的熱處理冷軋過程中的硬化現(xiàn)象（硬度升高、塑性下降）。加熱溫度一般為鋼開始 形成奧氏體的溫度以下 50150 ，只有這樣才

3、能消除加工硬化效應使金 屬軟化。石墨化退火。用以使含有大量滲碳體的鑄鐵變成塑性良好的可 鍛鑄鐵。工藝操作是將鑄件加熱到 950左右 ，保溫一定時間后適當冷卻 使?jié)B碳體分解形成團絮狀石墨。擴散退火。用以使合金鑄件化學成分均 勻化，提高其使用性能。方法是在不發(fā)生熔化的前提下 ，將鑄件加熱到盡 可能高的溫度，并長時間保溫，待合金中各種元素擴散趨于均勻分布后緩 冷。去應力退火。用以消除鋼鐵鑄件和焊接件的內(nèi)應力。對于鋼鐵制品 加熱后開始形成奧氏體的溫度以下 100200，保溫后在空氣中冷卻，即 可消除內(nèi)應力。鋼的正火將鋼件加熱到臨界溫度以上 30-50, 保溫適當時間后，在靜止的空氣中 冷卻的熱處理工藝

4、稱為正火。正火的主要目的是細化組織， 改善鋼的性能， 獲得接近平衡狀態(tài)的組織。 正火保溫時間和完全退火相同，應以工件透燒，即心部達到要求的加熱 溫度為準，還應考慮鋼材、原始組織、裝爐量和加熱設備等因素。正火冷 卻方式最常用的是將鋼件從加熱爐中取出在空氣中自然冷卻。對于大件也 可采用吹風、噴霧和調(diào)節(jié)鋼件堆放距離等方法控制鋼件的冷卻速度，達到 要求的組織和性能。正火與退火工藝相比，其主要區(qū)別是正火的冷卻速度 稍快，所以正火熱處理的生產(chǎn)周期短。故退火與正火同樣能達到零件性能 要求時，盡可能選用正火。三、實驗內(nèi)容及步驟鋼的熱處理每組按要求領取試樣。按照 Fe FeC3 相圖確定退火加熱溫度及保溫時間，

5、 并在加熱爐面板上完 成對加熱溫度及時間的設定。 將試樣放入爐內(nèi)，關上爐門，按下開關，開始加熱。完成熱處理之后取 出試樣。對熱處理后的試樣磨制、拋光和腐蝕后，進行顯微組織觀察。 將熱處理前后的試樣表面用砂紙（或砂輪）磨平 , 并分別測出洛氏硬度 值（ HRC或 HRB）。將實驗數(shù)據(jù)填入下表，并繪出其金相組織圖。序號材料含碳量熱處理工藝浸蝕劑硬度顯微組織特征處理前處理后145 鋼0.45%860爐冷（退火）3%硝酸 酒精245 鋼0.45%860空冷（正火）3%硝酸酒精四、實驗設備及材料1、箱式電爐及控溫儀表2、洛氏硬度計3、試樣材料： 45 鋼鋼的熱處理4、金相顯微鏡五、注意事項1、本實驗加熱

6、所用設備為電爐，電爐一定要接地，在放、取試樣時必 須先切斷電源。2、往爐中放，取試樣必須使用夾鉗，夾鉗必須擦干，不得沾有油和水六、實驗報告要求1、實驗目的。2、繪制出 45 鋼退火、正火前后金相組織。3、分析實驗中存在的問題。鋼的熱處理實驗四 鋼的淬火工藝一、實驗目的1、了解鋼的淬火工藝方法。2、認識鋼淬火后的金相組織。3、分析淬火對鋼性能的影響。二、實驗原理 鋼的淬火所謂淬火就是將鋼加熱到 Ac3（亞共析鋼）或 Ac1 （過共析鋼 ）以上 30 50，保溫后放入各種不同的冷卻介質(zhì)中（ V 冷應大于 V 臨 ），以獲得 馬氏體組織。碳鋼經(jīng)淬火后的組織由馬氏體及一定數(shù)量的殘余奧氏體所組 成。為了

7、正確地進行鋼的淬火，必須考慮下列三個重要因素：淬火加熱的 溫度、保溫時間和冷卻速度。1）淬火溫度的選擇選定正確的加熱溫度是保證淬火 質(zhì)量的重要環(huán)節(jié)。淬火時的具體加熱 溫度主要取決于鋼的含碳量，可根據(jù) 相圖確定（如圖 4 所示）。對 亞共析鋼，其加熱溫度為 3050，若加熱溫度不足（低于 ），則淬火組織中將出現(xiàn)鐵素體而造成強度及硬度的降低。 對過共析鋼， 加熱溫鋼的熱處理度為 3050，淬火后可得到細小的馬氏體與粒狀滲碳體。后者的 存在可提高鋼的硬度和耐磨性。2) 保溫時間的確定 淬火加熱時間是將試樣加熱到淬火溫度所需的時間及在淬火溫度 停留保溫所需時間的總和。加熱時間與鋼的成分、工件的形狀尺寸

8、、所需 的加熱介質(zhì)及加熱方法等因素有關， 一般可按照經(jīng)驗公式來估算， 碳鋼在 電爐中加熱時間的計算如表 1 所示。表 1 碳鋼在箱式電爐中保溫時間的確定加熱工件形狀圓柱形方形板形溫度()保溫時間分鐘 / 每毫米直徑分鐘/每毫米厚度分鐘/每毫米厚度7001.52.238001.01.529000.81.21.610000.40.60.83) 冷卻速度的影響冷卻是淬火的關鍵工序， 它直接影響到鋼淬火后的組織和性能。 冷卻時應使冷卻速度大于臨界冷卻速鋼的熱處理度，以保證獲得馬氏體組織；在這個 前提下又應盡量緩慢冷卻，以減少鋼中的內(nèi)應力，防止變形和開裂。為此， 可根據(jù) C曲線圖（如圖 2 所示），使淬

9、火工作在過冷奧氏體最不穩(wěn)定的溫 度范圍（ 650550）進行快冷（即與 C曲線的“鼻尖”相切），而在較 低溫度（ 300100）時冷卻速度則盡可能小些。為了保證淬火效果 , 應選用合適的冷卻方法（如雙液淬火、分級淬火 等） 。不同的冷卻介質(zhì)在不同的溫度范圍內(nèi)的冷卻速度有所差別。 各種冷卻 介質(zhì)的特性見表 2。冷卻介質(zhì)在下列溫度范圍內(nèi)的冷卻速度（ / 秒）65055030020018的水60027050的水10027010NaCl水溶液（ 18）110030010NaoH水溶液（ 18）120030010NaoH水溶液（ 18）800270蒸餾水（ 50）250200硝酸鹽（ 200）35010

10、菜籽油（ 50）20035礦務機油（ 50）15030變壓器油（ 50）12025表 2 幾種常用淬火介質(zhì)的冷卻能力三、實驗內(nèi)容及步驟每組按要求領取試樣。鋼的熱處理按照 FeFeC3 相圖確定淬火加熱溫度及保溫時間， 并在加熱爐面板上完 成對加熱溫度及時間的設定。將試樣放入爐內(nèi)，關上爐門，按下開關，開始加熱。完成熱處理之后取 出試樣。對熱處理后的試樣磨制、拋光和腐蝕后，進行顯微組織觀察。 將熱處理前后的試樣表面用砂紙（或砂輪）磨平 , 并分別測出洛氏硬度 值（ HRC或 HRB）。將實驗數(shù)據(jù)填入下表。材料編號淬火工藝硬度組織加熱溫度保溫時間冷卻方式處理前（HR ）處理后（ HR ）45#12HRB40034四、實驗設備及材料1、箱式電爐及控溫儀表2、洛氏硬度計3、冷卻介質(zhì)：水、油（室溫）鋼的熱處理4、試樣材料： 45 鋼、 HRB4005、金相顯微鏡五、注意事項1、本實驗加熱所用設備為電爐，電爐一定要接地，在放、取試樣時必 須先切斷電源。2、往爐中放，取試樣必須使用夾鉗，夾鉗必須擦干，不得沾有油和水3、試樣由爐中取出淬火時，動作要迅